Бурильные установки для скважин

Способы бурения скважин с помощью ручной буровой установки

Когда речь заходит о бурении, в сознании обычно всплывает тяжелая техника, оснащенная мощным гидравлическим оборудованием и буровые бригады, требующие за свои услуги непомерно высокую плату. Однако обеспечение приусадебного участка автономным источником воды для многих владельцев является приоритетной задачей, и ее необходимо решать. Помочь в этом сложном деле может ручная буровая установка.

Изображение 1. Схема бурения скважины при помощи ручной установки.

Бурение скважин самостоятельно можно произвести различными способами. Установка для бурения скважин достаточно проста. Если нет возможности приобрести или взять в аренду оборудование, его под силу изготовить своими руками. При бурении небольших скважин можно обойтись и без буровой вышки, но она в значительной мере упрощает процесс, а сделать ее несложно. Самодельная вышка представляет собой металлическую или деревянную треногу, устанавливаемую над скважиной. Через ее вершину пропускается лебедочный трос, который служит для поднятия и опускания буровой колонны. Комплектация остального оборудования зависит от выбранного способа бурения скважин.

Роторное бурение

При роторном бурении врезание бура в грунт осуществляется вращательным способом (изображение 1). Для производства работ достаточно бригады из двух человек. Установка включает в себя:

• буровую вышку;
• лебедочный механизм;
• бурильные штанги;
• рукоятку для вращения;
• бур.

Изображение 2. Чертеж ручного бура.

В качестве бурильных штанг можно использовать трубы диаметром 25 мм и длиной 1,2 – 1,5 м, стыкующиеся между собой при помощи замков, шплинтов или резьбовых соединений, например, муфт. Бурение скважин вручную чаще всего проводится без промывки. Для очистки бура колонну через каждых 0,5 м углубления нужно поднимать на поверхность и разбирать. На это уходит много времени, поэтому трубы должны легко монтироваться и демонтироваться.

Рукоятку для бура изготовить просто. Достаточно на кусок трубы приварить или установить при помощи тройника две ручки, длиной 0,7 – 1,0 м. Нижняя часть рукоятки соединяется с буром и штангами такими же способами, как и сами штанги между собой.

Наиболее распространенным буром в ручном роторном бурении скважин является шнек. В промышленном исполнении он представляет собой полосу, изогнутую в спираль и приваренную к трубе. В домашних условиях такой бур изготовить сложно, но можно сделать инструмент аналогичный шнеку. К трубе под углом 15-20 ° и под углом 30-40 ° относительно друг друга приваривают половинки металлического диска, можно использовать диск от циркулярной пилы (изображение 2). Исполнение бура может быть любым: с одной или несколькими парами ножей. На нижний конец трубы приваривается направляющий наконечник – заточенный под конус и несколько изогнутый в спираль кусок полосы. Основой для изготовления шнекового бура может стать и обычный рыбацкий ледоруб. Для увеличения его прочности к заводским лопастям рекомендуется приварить усиленные резцы.

Изображение 3. Схемы ложковых буров.

Еще одним популярным рабочим инструментом является бур-ложка. Он представляет собой цилиндр с боковой прорезью на 2/3 длины. Боковая кромка прорези, расположенная по ходу вращения бура, выполняет функцию ножа. Нижняя часть изогнута в виде ковша и также является режущей (изображение 3). Срезанная порода забивается в цилиндр. По мере его заполнения колонна поднимается на поверхность и ложка очищается. Ложковый бур целесообразно использовать на сыпучих грунтах, где одновременно с проходкой необходимо выполнять обсадку скважины.

Ударно-канатное бурение

Ударно-канатное бурение скважин основано на разрушении породы под действием опускаемого с силой тяжелого инструмента – забивного стакана. При этом грунт поступает в его полость, стакан поднимается на поверхность и очищается. Несмотря на трудоемкость процесса при работе на данной установке может быть задействован всего один человек. Ударно-канатное бурение скважин хорошо зарекомендовало себя на мягких песчаных и глинистых грунтах. Монтаж буровой установки весьма прост. Она состоит из:

• буровой вышки;
• лебедки;
• забивного стакана;
• ударной штанги.

Устройство буровой вышки аналогично устройству вышек для роторного бурения. Это тренога высотой, превышающей длину стакана примерно на 1,5 м, с закрепленным на вершине блоком, через который пропускается трос лебедочного механизма.

Изображение 4. Схемы устройства желонки.

Конец троса крепится или непосредственно к забивному стакану, или к ударной штанге. В первом варианте стакан врезается в грунт только благодаря своей массе, во втором обеспечивается дополнительное погружение методом забивания.

Для изготовления стакана берется кусок трубы длиной 0,7-3 м. Нижняя режущая кромка выполняется из высокопрочной стали и затачивается на конус внутрь стакана. В случае использования ударной штанги к верхней части трубы приваривается наковальня. При погружении стакан заполняется грунтом, который удерживается в нем благодаря силе трения. По мере наполнения стакан поднимается на поверхность и очищается через боковое технологическое отверстие.

При использовании ударно-канатной установки на плотных грунтах рекомендуется размягчать их водой.

При бурении в сыпучих и мокрых грунтах силы трения недостаточно, чтобы порода удержалась в стакане. В этом случае вместо обычного забивного стакана используется желонка. Ее особенность состоит в наличии клапана, открывающегося при врезании инструмента в грунт и закрывающегося при поднятии его на поверхность. Существует достаточно большое количество разновидностей клапанов.

Наибольшую популярность среди кустарных производителей получил шариковый клапан. При врезании желонки в породу металлический шар, расположенный в ее полости, поднимается, а при поднятии – опускается, закрывая отверстие (изображение 4). Очищается желонка от шлама путем переворачивания вверх дном.

Как самостоятельно сделать установку для бурения скважины: самые простые конструкции

Какие буровые установки бывают?

Конструкция приспособления зависит от метода, который выбран для бурения скважины. При ударно-канатном бурении грунт разрушают с помощью груза, который просто бросают вниз. Рыхлый грунт вынимают и затем повторяют цикл, пока глубина скважины не достигнет необходимых размеров.

Вынимать грунт с помощью вращающегося бура одновременно и проще, и сложнее. Проще, потому что требуется меньшее физическое усилие, а сложнее, поскольку такие установки имеют более сложную конструкцию, их размеры крупнее, а затраты на их создание выше. Часть элементов для надежной буровой установки создать самостоятельно невозможно. Что-то придется купить в специализированной фирме, что-то можно заказать у опытного токаря. Но в результате получится вполне профессиональный агрегат, который можно использовать на стороне, начав вполне успешный бизнес в качестве наемного бурильщика.

Обратите внимание! Самодельные бурильные установки можно использовать не только для создания скважин на воду. но и при работах по монтажу свайного фундамента.

Специалисты выделяют четыре типа малогабаритных бурильных установок (МГБУ):

1. Установка для УКБ — ударно-канатного бурения. Представляет собой раму с треугольным основанием. Рабочими элементами являются трос и закрепленное на нем долото или желонка.
2. Шнековые буровые установки, при использовании которых грунт вынимается с помощью шнека, при этом промывка скважины водой не используется.
3. Роторные буровые установки, работающие по принципу гидробурения.
4. Ручные роторные установки — простейший вариант, в котором вместо электромотора используется ручной труд. Из-за высоких затрат физического труда этот тип МГБУ используется довольно редко.

Для самостоятельного изготовления даже самого простого приспособления такого типа понадобится сварочный аппарат, дрель и болгарка, а также навыки работы со всеми этими инструментами.

Ручная шнековая буровая установка — это простейшее приспособление для бурения скважин с использованием ручного труда. Можно использовать электромотор, чтобы вынимать бур на поверхность

Простейшая МГБУ для ударно-канатного бурения

Для создания такой буровой установки понадобится сделать:

• разборную станину;
• ударный патрон («стакан»);
• желонку.

Чтобы облегчить бурильные работы, установку подключают к мотору редуктору, на барабан которого наматывается трос с закрепленным патроном или желонкой. Для эффективной работы понадобится патрон весом около 80 кг. С помощью желонки забой очищают от разрушенного грунта. Вполне эффективна желонка и на глинистых грунтах.

Главный рабочий элемент буровой установки такого типа — патрон или «стакан». Для его изготовления понадобится отрезок толстостенной трубы диаметром около 80-120 мм, чем тяжелее будет материал, тем лучше. Внизу обычно вырезают треугольные «зубы», которые разрыхляют грунт, но можно оставить эту часть патрона и ровной. Кроме того, нижнюю кромку «стакана» обычно затачивают. Сверху делают несколько отверстий, чтобы надежно закрепить канат. Длина патрона может варьироваться в пределах 1-2 метров.

Изготовить буровую установку для ударно-канатного бурения не сложно, понадобится достаточно тяжелая желонка (буровой инструмент), прочный канат, рама и лебедка с мотором, чтобы облегчить работу

При ударно-канатном бурении для выемки грунта используется желонка. На фото самодельный вариант инструмента для ударно-канатного бурения, который позволяет разрыхлять и извлекать грунт

Перед началом работы рекомендуется с помощью бура сделать в грунте отверстие, в которое затем будет опускаться патрон. Диаметр этого отверстия должен быть лишь немного больше диаметра патрона.

Самая простая конструкция шнековой МГБУ

Рабочий элемент такой установки — бур. Для его изготовления понадобится стальная труба сечением 100 мм. Верхний конец трубы снабжают наружной винтовой резьбой. На противоположном конце делают шнековый винт диаметром около 200 мм. Достаточно будет одного-двух витков шнека. К концам шнека следует приварить два стальных ножа таким образом, чтобы в вертикальном положении они находились под углом к горизонтальной поверхности грунта.

Чтобы вращать бур было удобнее, нужно взять еще один отрезок трубы длиной около 1,5 метров и приварить его к тройнику, имеющему внутреннюю винтовую резьбу. Тройник навинчивают на часть разборной штанги. Длина отрезка такой штанги также составляет 1,5 метра.

Схема буровой установки: 1 — бур; 2 — вороток; 3 — тройник; 4 — разборная штанга; 5 — муфта; б — тренога; 7 — отверстие; 8 — лебедка; 9 — зубчатое колесо

Бур углубляют в грунт, проворачивают три раза, затем извлекают, чтобы удалить разрыхленный грунт. Процесс повторяют, пока углубление не достигнет примерно одного метра. Затем штангу необходимо удлинить, для чего с помощью муфты к ней присоединяется еще один отрезок стальной трубы.

Для устройства скважины глубиной более восьми метров понадобится закрепить конструкцию на специальной вышке-треноге. В верхней части этой конструкции нужно сделать отверстие, в котором штанга будет двигаться свободно. Поскольку вес штанги по мере ее увеличения также становится внушительным, следует использовать для подъема конструкции лебедку. Вышка может быть выполнена как из металла, так и из древесины.

Наглядно работа такой буровой установки представлена в следующем видеоматериале:

Как сделать надежную конструкцию?

Чтобы буровая установка для скважин была надежной и позволяла выполнять буровые работы на профессиональном уровне, необходимо приобрести ряд элементов, изготовленных в заводских условиях с использованием высокоточной техники. Понадобится приобрести:

• вертлюг;
• буровую штангу;
• лопастной бур;
• мотор-редуктор;
• мотопомпу с рукавом;
• шланг для подачи бурового раствора.

Раму для монтажа этого оборудования можно изготовить самостоятельно из прочной стали.

На схеме наглядно изображено устройство заводской малогабаритной буровой установки с вертлюгом, буровой штангой, буром, электромотором, лебедкой, насосом и т.д.

Вертлюг необходим для передачи движущего момента от мотора-редуктора к буру, а также для подачи промывочного раствора. В корпусе вертлюга находится подвижная часть, на которой закреплены буровые штанги. Через специальный герметичный патрубок подается промывочная жидкость. Хотя конструкция этого элемента сложностью не отличается, от качества его выполнения зависит срок эксплуатации всей буровой установки. Из-за высоких нагрузок для изготовления вертлюга следует использовать высокопрочную сталь, соблюдая при этом минимальный зазор между движущимися элементами устройства. Некачественный вертлюг выйдет из строя после изготовления нескольких скважин.

Буровую штангу выбирают в зависимости от типа бурения (ударное, вращательное, с промывкой и т.д.). Штанга может иметь круглое или шестигранное сечение. Она передает движущий момент непосредственно к буру. В процессе работы штанга опускается вниз и ее необходимо наращивать. Для соединения используются специальные замки со специальной конической или трапециевидной (прямоугольной) резьбой, обеспечивающей максимально надежное соединение. По внутреннему сечению штанги в скважину подают жидкость, которая размягчает грунт и позволяет производить бурение более быстро и успешно.

Бур — это рабочий элемент, предназначенный для размельчения грунта. Для профессионального использования подходят специальные трехлопасные буры, которые вращают циклическим методом. Диаметр бура может варьироваться в пределах 80-350 мм. Изготавливают этот элемент из качественной стали, в которую вплавлены высокопрочные пластины, например, ВК-8. На твердых грунтах рекомендуется использовать бурение в несколько проходов. Сначала производят так называемое разведочное бурение 80-миллиметровым буром, затем скважину проходят бурами большего диаметра, пока отверстие не достигнет необходимых размеров.

Буровая установка для бурения скважины на воду: виды и способы применения

Установка для бурения скважины на воду

Добыча воды является одним из самых древних промыслов человечества. Современные технологии позволяют сегодня бурить скважины глубиной более километра.
Чем сложнее структура грунта, и дальше водоносный горизонт, тем более мощная бурильная установка для скважин воды понадобится, чтобы добраться до нужной отметки. Наша инструкция, а так же видео в этой статье, помогут вам разобраться в способах бурения и видах применяемых установок.

Разновидности скважин и их разработка

Многие интересуются, можно ли выкопать колодец или скважину своими руками. Теоретически можно, а на практике нередко возникает столько сложностей!
Возьмём колодец. Если грунтовые воды расположены не глубже шести метров, проблем может и не возникнуть.
Итак:

• Хотя, даже на этой глубине, в грунте может оказаться массовое содержание твёрдых включений, что сильно затруднит выемку грунта. Но, в этом случае, можно хотя бы вырыть котлован экскаватором.
  А если глубина шахты 10-15м и более? Копать, в таком случае, приходится вручную, и это может стать поистине каторжным трудом.
• Кроме того, что данный процесс очень трудоёмкий, он ещё и требует много времени. К тому же, нет гарантии, что вы в конечном итоге не попадёте на песчаный плывун.
  Содержание песка в воде из плывуна превышает допустимые нормы. При этом, любой фильтр быстро забьётся, затрудняя приток воды в колодец.

Обычные скважины

Нормально функционирующий водозабор должен быть устроен не на плывуне, а на песчаном водоносном пласте. Чаще всего, они располагаются на отметке 20-45 метров.
Для колодца это внушительная отметка, а для скважины – минимально возможная глубина.
Итак:

• Песчаные пласты дают меньший объём воды, чем известковые, залегающие намного глубже. Поэтому, срок службы скважин на песок невозможно прогнозировать.
  Можно сказать только примерно – это 7-10 лет. Как только лимит будет исчерпан, ее нужно углублять, либо ликвидировать, и бурить новую.

Роторная буровая установка

• Сегодня применяют два способа бурения: роторный и шнековый(см.Бурение скважин шнековое: какие особенности ). Суть первого состоит в разрушении постоянно увлажняющихся пород буром.
  Он вращается за счёт усилия ротора – отсюда и название метода. Ротор может быть установлен как на передвижной буровой установке, так и на стационарной, имеющей собственный двигатель.
• Стенки ствола укрепляются обсадными трубами, после чего бурение продолжается шарошечным долотом. Чем сильнее заглубляется бур, тем меньше размер используемого долота. Обычно роторный способ используют для бурения на глубину до 50-55 метров.
• На среднюю глубину (от 55 до 80м) бурят всухую, шнековым способом. Для этого используется сварная конструкция из труб. Вы можете видеть её на фото в начале статьи.
  Шнек имеет спиралевидную форму, и жёстко зафиксированные на конце резцы. Они и разрушают породу, которая подаётся «на гора» транспортёром. При попадании на особо твёрдые породы, используются специальные буры с несколькими резцами.

Трубчатые колодцы

Существует такое понятие, как абиссинский колодец. Она небольшой глубины (до 30м), и с очень маленьким диаметром.
Иначе её называют колодцем трубчатого типа. Он обычно не превышает два дюйма – а это всего лишь 5,08 см.
Итак:

• Чтобы получить скважину такого диаметра, вручную забивают в грунт стальную наращиваемую штангу.
  Бурение скважин на воду мини установками гораздо упрощает эту задачу. А цена вполне позволяет приобрести её в личное пользование.

Буровая установка для бурения скважины на воду

• В качестве обсадных труб, в данном случае, используют обычные газовые трубы. Их соединяют резьбой в длинную колонну, которая называется «игла».
  Такую ассоциацию вызывает первая труба с конусообразным наконечником. Его диаметр превышает соответствующий размер труб, чтобы исключить трение, и облегчить их прохождение сквозь толщу грунта.
• Фактически, абиссинский колодец бурят, применяя оба вышеописанных способа. Сначала работа идёт всухую, максимально большим буром (2 дюйма).
  Как только скважина доходит до уровня плывуна, содержащего воду, бур меняют на «иглу» с наконечником, и начинают поочерёдную забивку всех сегментов колонны.
• К отрезку с наконечником монтируется перфорированная труба, обмотанная специальной сеткой – это фильтр. Все сегменты соединяют между собой муфтами, и герметизируют силиконом.
  В принципе, данный технологический процесс имеет много общего с устройством обычных скважин. Разница возникает в связи с их габаритами: глубиной и диаметром.

Артезианские

Наиболее глубокие – артезианские. Именно они черпают воду в известковых пластах.
Несмотря на внушительную глубину, подача воды из артезианской скважины может осуществляться обычным погружным насосом, такой же мощности, как и в колодце. Он монтируется на уровне ближайшего водоносного песчаного горизонта.
Итак:

• Статический уровень воды в артезианской скважине устанавливается на отметке ближайшего водоёма. Равновесие водяного столба достигается, благодаря воздействию межпластового давления с одной стороны, и атмосферного давления – с другой.
  Наличие воды в известковых горизонтах гарантировано самой природой, и её уровень никак не зависит от местности или, к примеру, климатических условий.

Ударно-канатная буровая установка

• Бурение скважин глубиною до трёхсот метров производится ударно-канатным способом. Его суть заключается в том, что ударный снаряд, состоящий из долота, штанги, и замка, опускается в скважину на канате.
  Падая с определённой высоты, буровой снаряд дробит породу.
• Эффективность работы в забое, зависит от веса и скорости падения долота, его качества и числа ударов.
  Буровой инструмент меняется, в зависимости от структуры встречающихся слоёв грунта. Например, пласты с твёрдыми каменистыми породами проходят с помощью буровых патронов.

Для разработки свехглубоких скважин (от 600м) есть и другой метод. Для этого существуют буровые установки для бурения скважин на воду ударно-вращательным способом.
В этом случае, используются телескопические ударные штанги и раствор бентонитовой глины, с помощью которого укрепляются стенки скважины. Обычно это передвижные установки на базе мощного грузового автомобиля или трактора.
Подобное оборудование с таким же успехом применяется и для разработки нефтяных скважин.

Скважина своими руками с помощью насоса для дачного участка

Самодельный насос для скважины Монтаж скважинного насоса в частном доме, является очень важным условием для бесперебойного перекачивания жидкости из скважины или колодца. Но прежде чем приобретать оборудование для подачи воды, необходимо пробурить ее источник. Сначала определяется место, где будет скважина. Обычно водоносный слой размещается на глубине от 10 до 20 метров. Как изготов.

Стоимость артезианской скважины: подсчитаем расходы

Действующая артезианская скважина Для небольших населённых пунктов, находящихся в стороне от магистральных сетей, артезианская скважина является наилучшим решением проблемы водоснабжения. Тем более что один такой водозабор способен обеспечить потребности целого посёлка, если они, конечно, в пределах общепринятых норм. Для тех, кто хочет иметь свой бассейн, посадить сад, обраб.

Инструменты для бурения скважин: что нужно для самостоятельной и профессиональной работы

Буровые инструменты Для обустройства скважин на воду используется немалое количество инструментов — их комплектность и назначение зависят от вида грунта, глубины проходки и способа бурения. Есть оборудование, которое применяют только профессионалы, при обустройстве глубоких подземных водозаборов. Но существуют и мини-скважины, так называемые трубчатые (абиссинские) колодцы, которые можно бурить.

Пробить скважину своими руками нужно правильно

Пробить скважину на даче Своими руками обеспечить дачный участок или коттедж водой, можно соорудив скважину или колодец. В этом случае необходимо приобрести или взять напрокат специальное оборудование. Как выполнить все работы правильно можно увидеть на видео. В этой статье предлагаются общие рекомендации о конструкциях скважин, об этапах работ по их устройству.

Как пробурить скважину самостоятельно

Пробурить самому скважину Пробурить самому скважину конечно можно. Только для начала надо иметь понятие, как это делается и какую воды вы хотите получить в конечном итоге. Некоторые думают, можно ли в колодце ее сделать. Теоретически конечно можно, но не нужно. Это будет просто нести дополнительные затраты. Лучше установите ее возле колодца. Давайте поэтапно рассмотрим процесс выпо.

Источники: http://moyaskvazhina.ru/instrumenty/ruchnaya-burovaya-ustanovka-burenie-samostoyatelno.html, http://aqua-rmnt.com/vodosnab/kolod-skvaj/burovaya-ustanovka-svoimi-rukami.html, http://moikolodets.ru/burovaya-ustanovka-dlya-bureniya-skvazhin-na-vodu-198